JP4936971B2 - Large electromagnetic induction heating device - Google Patents
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Description
本発明は、5kwを超える大型電磁誘導加熱装置に関する。 The present invention relates to a large electromagnetic induction heating device exceeding 5 kw.
一般に、電磁誘導加熱装置は、図4に示すように、入力交流電力を直流電力に変換する電源回路90と、直流電力をスイッチング素子94、95によりスイッチングして高周波電力に変換するインバータ回路93と、高周波電力により電磁誘導されるワークコイル98と、インバータ回路93の制御を行う制御回路99とを備えている(例えば、特許文献1参照)。この電磁誘導加熱装置では、電源回路90により三相交流電力が直流電力に変換され、インバータ回路93のスイッチング素子94、95により直流電力がスイッチングされて高周波電力に変換される。この際、スイッチング素子94、95は制御回路99により駆動される。そして、ワークコイル98に高周波電流が流れ、ワークコイル98から発生する磁束により、図示しない鍋等に渦電流が流れて鍋内の被加熱物が加熱される。
In general, as shown in FIG. 4, the electromagnetic induction heating apparatus includes a
ここで、上記図4と同様の回路構成で5kwを超える大型電磁誘導加熱装置を製造することが可能である。しかしながら、この大型電磁誘導加熱装置では、スイッチング電流の大きなスイッチング素子94、95等の部品を使用する必要がある。このような部品は電流容量が大きいのみならず、市場における流通量が少ないことから、製造コストの高騰化を招いてしまう。これに対し、例えば、10kwの大型電磁誘導加熱装置では、図5に示すように、2つの5kwの電磁誘導加熱装置を並列に接続して用いることが考えられる。
しかし、上記のように、2つの電磁誘導加熱装置を並列に接続して用いる場合、ある程度の製造コストの低減を望めるものの、製造コストの低減に限界がある。また、2つの回路が重複しており、回路全体が大型化してしまう。 However, as described above, when two electromagnetic induction heating devices are connected in parallel, a certain reduction in manufacturing cost can be expected, but there is a limit to the reduction in manufacturing cost. In addition, the two circuits overlap, and the entire circuit becomes large.
本発明は係る従来の問題点に鑑みてなされたものであり、製造コストの低廉化を実現するとともに、小型化の可能な大型電磁誘導加熱装置を提供するものである。 The present invention has been made in view of the conventional problems, and provides a large electromagnetic induction heating device that can be manufactured at a low cost and can be reduced in size.
本発明の大型電磁誘導加熱装置は、入力交流電力を直流電力に変換する電源回路と、該直流電力をスイッチング素子によりスイッチングして高周波電力に変換するインバータ回路と、該高周波電力により電磁誘導されるワークコイルと、前記インバータ回路の制御を行う制御回路と、を備える大型電磁誘導加熱装置において、1つの前記制御回路と、複数組の前記電源回路、インバータ回路及びワークコイルを有し、前記制御回路が複数の前記インバータ回路を同期して駆動することを特徴とする。 The large-sized electromagnetic induction heating device of the present invention is a power supply circuit that converts input AC power into DC power, an inverter circuit that switches the DC power to a high-frequency power by switching with a switching element, and is electromagnetically induced by the high-frequency power. In a large electromagnetic induction heating apparatus comprising a work coil and a control circuit for controlling the inverter circuit, the control circuit includes one control circuit, a plurality of sets of the power supply circuit, the inverter circuit, and the work coil. Drives a plurality of the inverter circuits synchronously.
本発明の大型電磁誘導加熱装置では、電源回路、インバータ回路及びワークコイルを複数組有しているため、電流容量が比較的小さく、かつ流通量の多い部品を使用することができる。また、1つの制御回路が複数のインバータ回路を同期して駆動するため、部品点数の削減が可能であるとともに、回路の小型化が可能である。したがって、本発明の大型電磁誘導加熱装置によれば、製造コストの低廉化を実現するとともに、小型化が可能である。 Since the large-sized electromagnetic induction heating device of the present invention has a plurality of sets of a power supply circuit, an inverter circuit, and a work coil, it is possible to use a component having a relatively small current capacity and a large circulation amount. In addition, since one control circuit drives a plurality of inverter circuits in synchronization, the number of parts can be reduced and the circuit can be downsized. Therefore, according to the large-sized electromagnetic induction heating device of the present invention, the manufacturing cost can be reduced and the size can be reduced.
また、この大型電磁誘導加熱装置は、複数のワークコイルは渦巻状をなすコイル本体を有し、1つのコイル本体の間に他のコイル本体が嵌入されるため、確実に製造コストの低廉化を実現するとともに、小型化が可能である。すなわち、複数のワークコイルにより鍋内の被加熱物を過熱する場合、インバータ回路に対する負荷に応じてインバータ回路を制御しなければならないため、通常、非同期に駆動可能な複数の制御回路が必要となる。しかし、この大型電磁誘導加熱装置では、1つのコイル本体の間に他のコイル本体が嵌入されるため、複数のインバータ回路に対する負荷はほとんど等しくなり、1つの制御回路が複数のインバータ回路を同期して駆動することができる。また、この大型電磁誘導加熱装置では、鍋等を載せる天板部分に占めるワークコイルの面積が1個分のワークコイルの面積で済むため、天板部分の面積を小さくすることができる。したがって、この大型電磁誘導加熱装置では、確実に製造コストの低廉化を実現するとともに、小型化が可能である。 In addition, this large electromagnetic induction heating apparatus has a coil body in which a plurality of work coils have a spiral shape, and another coil body is inserted between one coil body, so that the manufacturing cost can be reliably reduced. Realization and miniaturization are possible. That is, when the object to be heated in the pan is overheated by a plurality of work coils, the inverter circuit must be controlled in accordance with the load on the inverter circuit, so that normally a plurality of control circuits that can be driven asynchronously are required. . However, in this large electromagnetic induction heating device, since the other coil body is inserted between one coil body, the loads on the plurality of inverter circuits are almost equal, and one control circuit synchronizes the plurality of inverter circuits. Can be driven. Moreover, in this large-sized electromagnetic induction heating device, the area of the work coil that occupies the top plate portion on which the pan or the like is placed is only one work coil area, so the area of the top plate portion can be reduced. Therefore, this large electromagnetic induction heating device can surely reduce the manufacturing cost and can be miniaturized.
さらに、この大型電磁誘導加熱装置は、1つのインバータ回路の前後にのみ、入力電流及び出力電流を検出する電流検出器が配設されているため、これによっても製造コストの低廉化を実現するとともに、小型化が可能である。上記のように、複数のインバータ回路に対する負荷はほとんど等しく、1つの制御回路が複数のインバータ回路を同期して駆動するのであれば、複数のインバータ回路の入力電流同士及び出力電流同士はほとんど等しくなるため、1つのインバータ回路の前後にのみ電流検出器を配設すれば足りるからである。 Furthermore, since this large electromagnetic induction heating device is provided with current detectors that detect the input current and the output current only before and after one inverter circuit, this also reduces the manufacturing cost. The size can be reduced. As described above, the loads on the plurality of inverter circuits are almost equal, and if one control circuit drives the plurality of inverter circuits synchronously, the input currents and the output currents of the plurality of inverter circuits are almost equal. For this reason, it is sufficient to arrange a current detector only before and after one inverter circuit.
本発明に係る大型電磁誘導加熱装置を電磁誘導加熱コンロに具体化した実施形態を図面に基づいて以下に説明する。図1に示すように、この電磁誘導加熱コンロは、本体1上にトッププレート台座2が固定され、トッププレート台座2にはトッププレート3が組み込まれて天板が構成されている。トッププレート3は高強度かつ耐熱性を有するロスナボードで製造され、トッププレート3上には寸胴鍋8が載置される。また、本体1の前面パネル4には、操作用押しボタンスイッチやLED等が配置された操作表示パネル5及びファン6が設けられている。さらに、本体1の下面には、電磁誘導加熱コンロを支える4本の脚7が固着されている。
An embodiment in which a large electromagnetic induction heating device according to the present invention is embodied in an electromagnetic induction heating stove will be described below with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, this electromagnetic induction heating stove has a
図2は、電磁誘導加熱コンロの回路図である。この回路は、本体1内に収納されており、電源回路10、30、インバータ回路20、40、ワークコイル15、35及び制御回路50を備えている。電源回路10、30は、整流スタック11、31と平滑コンデンサ12、32とを有し、三相交流電力を直流電力に変換するものである。インバータ回路20、40は、直流電力をスイッチングして高周波電力に変換するものであり、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)21、22、41、42、フライホイールダイオード23、24、43、44、スナバコンデンサ25、26、45、46、共振コンデンサ27、28、47、48及びIGBT21、22、41、42を駆動するゲートドライブ29、49を有している。ここで、IGBT21、22、41、42が「スイッチング素子」である。
FIG. 2 is a circuit diagram of an electromagnetic induction heating stove. This circuit is housed in the
ワークコイル15、35は、トッププレート3の下にトッププレート3と平行に配置され、高周波電力により電磁誘導される。これにより、寸胴鍋8に渦電流が流れ、寸胴鍋8内の被加熱物が加熱される。また、電源回路30の入力側及びインバータ回路40の出力側には電流センサ36、38が設けられ、電流センサ36、38の出力が制御回路50に入力されるようになっている。さらに、インバータ回路40の入力側の電圧が制御回路50に入力されるようになっている。制御回路50は、マイクロコンピュータ、電流検出回路、電圧検出回路及び入出力回路等を有し、電流センサ36、38により検出される電流及びインバータ回路40の入力側の電圧に基づいてインバータ回路20、40の制御を行っている。また、制御回路50は、操作表示パネル5上の操作用押しボタンスイッチやLED等との間で入出力を行う操作表示回路51と接続されている。このように、電流センサ36、38が1組のみ配設されているだけであるため、製造コストの低廉化を実現するとともに、小型化が可能である。ここで、電流センサ36、38が「電流検出器」である。
The
図3は、ワークコイル15、35の正面図である。ワークコイル15、35は、渦巻状をなすコイル本体15a、35aと、コイル本体15a、35aの両端に圧着された端子15b、15c、35b、35cとからなっている。そして、一方のコイル本体15a(35a)の間に他方のコイル本体35a(15a)が嵌入されている。また、端子15bはIGBT21とIGBT22との間に接続され、端子15cは共振コンデンサ27と共振コンデンサ28との間に接続される。さらに、端子35bはIGBT41とIGBT42との間に接続され、端子35cは共振コンデンサ47と共振コンデンサ48との間に接続される。
FIG. 3 is a front view of the
次に、以上の構成をした電磁誘導加熱コンロの作用について説明する。まず、スープ等の入った寸胴鍋8をトッププレート3上に載置し、操作表示パネル5上の加熱スイッチを押す。三相交流電力は、電源回路10、30の整流スタック11、31により直流電力に変換され、平滑コンデンサ12、32を介してインバータ回路20、40に供給される。そして、制御回路50により、IGBT21、41とIGBT22、42とが交互に駆動される。これにより、IGBT21、41、ワークコイル15、35、共振コンデンサ28、48の順に電流が流れる状態と、共振コンデンサ27、47、ワークコイル15、35、IGBT22、42の順に電流が流れる状態とが交互に繰り返される。その結果、ワークコイル15、35に高周波電流が流れる。そして、ワークコイル15、35から発生する磁束により寸胴鍋8に渦電流が流れ、寸胴鍋8内のスープ等が加熱される。
Next, the operation of the electromagnetic induction heating stove configured as described above will be described. First, the
本実施形態の電磁誘導加熱コンロでは、2組の電源回路10、30、インバータ回路20、40及びワークコイル15、35を有しているため、整流スタック11、31、平滑コンデンサ12、32、IGBT21、22、41、42、共振コンデンサ27、28、47、48等の部品について電流容量が比較的小さく、かつ流通量の多いものを使用することができる。また、1つの制御回路50が2組のインバータ回路20、40を同期して駆動するため、部品点数の削減が可能であるとともに、回路の小型化が可能である。したがって、この電磁誘導加熱コンロによれば、製造コストの低廉化を実現するとともに、小型化が可能である。
Since the electromagnetic induction heating stove of this embodiment has two sets of
また、この電磁誘導加熱コンロでは、2組のワークコイル15、35が渦巻状をなすコイル本体15a、35aを有し、一方のコイル本体15a(35a)の間に他方のコイル本体35a(15a)が嵌入されているため、寸胴鍋8をトッププレート3上の中心からずれた位置に載置しても、2組のインバータ回路20、40に対する負荷はほとんど等しくなる。そのため、2組のインバータ回路20、40の入力電流同士及び出力電流同士がほとんど等しくなり、1つの制御回路50が2組のインバータ回路20、40を同期して駆動することができる。さらに、この電磁誘導加熱コンロでは、寸胴鍋8を載せる天板部分に占めるワークコイル15、35の面積が1個分のワークコイル15(35)の面積で済むため、天板の面積を小さくすることができる。したがって、この電磁誘導加熱コンロでは、確実に製造コストの低廉化を実現するとともに、小型化が可能である。なお、この電磁誘導加熱コンロでは、一方のコイル本体15a(35a)の間に他方のコイル本体35a(15a)を嵌入しているが、2組のワークコイル15、35を並べて配置したり、上下に重ねて配置したりすることもできる。ただし、並べて配置する場合には、寸胴鍋8を載せる位置によって2つのコイルにかかる負荷が異なるため、1つの制御回路による最適な制御が困難となるし、位置の違いによって2組のワークコイル15、35間で干渉が生じてエネルギー効率が低下するおそれがあるため、一方のコイル本体15a(35a)の間に他方のコイル本体35a(15a)を嵌入する方が優れている。また、2組のワークコイル15、35を上下に重ねて配置するよりも、一方のコイル本体15a(35a)の間に他方のコイル本体35a(15a)を嵌入する方が、冷却及び小型化の点においてより優れている。
In addition, in this electromagnetic induction heating stove, two sets of work coils 15 and 35 have
なお、本実施形態の電磁誘導加熱コンロでは、電源回路、インバータ回路及びワークコイルは2組であるが、3組以上であってもよい。 In addition, in the electromagnetic induction heating stove of this embodiment, although a power supply circuit, an inverter circuit, and a work coil are 2 sets, 3 sets or more may be sufficient.
以上、本発明の大型電磁誘導加熱装置を実施形態に即して説明したが、本発明はこれらに制限されるものではなく、本発明の技術的思想に反しない限り、適宜変更して適用できることはいうまでもない。 The large-sized electromagnetic induction heating device of the present invention has been described above according to the embodiments. However, the present invention is not limited to these embodiments, and can be appropriately modified and applied without departing from the technical idea of the present invention. Needless to say.
本発明の大型電磁誘導加熱装置は、特に大型の寸胴鍋に入れられた大量の被加熱物を加熱する業務用厨房機器として利用するのに適している。 The large-sized electromagnetic induction heating device of the present invention is particularly suitable for use as a commercial kitchen device that heats a large amount of an object to be heated placed in a large size pan.
10、30…電源回路
15、35…ワークコイル
15a、35a…コイル本体
20、40…インバータ回路
21、22、41、42…スイッチング素子(IGBT)
36、38…電流検出器(電流センサ)
50…制御回路
DESCRIPTION OF
36, 38 ... current detector (current sensor)
50 ... Control circuit
Claims (2)
1つの前記制御回路と、複数組の前記電源回路、インバータ回路及びワークコイルを有し、
前記制御回路が複数の前記インバータ回路を同期して駆動し、
複数の前記ワークコイルは渦巻状をなすコイル本体を有し、1つの該コイル本体の間に他の該コイル本体が嵌入されることを特徴とする大型電磁誘導加熱装置。 A power supply circuit that converts input AC power into DC power, an inverter circuit that switches the DC power to high frequency power by switching with a switching element, a work coil that is electromagnetically induced by the high frequency power, and control of the inverter circuit In a large electromagnetic induction heating device comprising a control circuit to perform,
One control circuit, and a plurality of sets of the power supply circuit, inverter circuit and work coil,
The control circuit drives a plurality of the inverter circuits synchronously ;
A plurality of the work coils have a coil body having a spiral shape, and the other coil body is inserted between the coil bodies .
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